Kristallgitter

Kristallgitter & Verformung

Metalle sind kristallin. Die Atome sind nicht wild durcheinander, sondern in strengen Mustern (Gittern) angeordnet. Die Art des Gitters entscheidet, ob ein Metall weich (gut verformbar) oder spröde ist.

1. Die drei wichtigsten Gittertypen

A. Kubisch-Raumzentriert (KRZ)

  • Aufbau: Ein Würfel mit Atomen an den Ecken + einem Atom genau in der Mitte.
  • Eigenschaft: Wenig Gleitebenen Mittelmäßig verformbar.
  • Beispiele: Eisen bei Raumtemperatur (-Eisen), Chrom, Wolfram, Vanadium.

B. Kubisch-Flächenzentriert (KFZ)

  • Aufbau: Ein Würfel mit Atomen an den Ecken + Atomen auf den Flächenmitten.
  • Eigenschaft: Viele Gleitebenen Sehr gut verformbar.
  • Beispiele: Aluminium, Kupfer, Gold, Blei, Austenit (-Eisen).
    • Aha-Effekt: Deshalb ist glühendes Eisen (Austenit/KFZ) viel besser schmiedbar als kaltes Eisen (Ferrit/KRZ)!

C. Hexagonal (HEX)

  • Aufbau: Sechseckiges Prisma.
  • Eigenschaft: Kaum Gleitebenen Schlecht verformbar (spröde).
  • Beispiele: Magnesium, Titan, Zink. (Deshalb bricht Magnesium beim Biegen leicht).

2. Verformung & Gitterbaufehler

Ein perfekter Kristall wäre theoretisch unendlich hart. Dass wir Metalle biegen können, liegt an Fehlern im Gitter, den sogenannten Versetzungen.

  • Wenn man auf Metall haut, wandern diese Versetzungen durch das Gitter wie eine Teppichfalte.
  • Kaltverfestigung: Wenn man ein Blech hin und her biegt, verhaken sich die Versetzungen. Das Material wird härter, bis es bricht.

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